автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Исследование генерации и течения двухфазных потоков низкотемпературной плазмы в электродуговом плазмотроне при пониженном давлении

- На правах рукописи

Л'

ЛАРИН МАКСИМ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАЦИИ И ТЕЧЕНИЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ В ЭЛЕКТРОДУГОВОМ ПЛАЗМОТРОНЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

05.14.08 - преобразование возобновляемых видов энергии, установки и комплексы на их основе

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук профессор И. Г. Паневин

Москва -1998

Работа выполнена в Московском

авиационном институте (техническом университете).

Научный руководитель

государственном

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Защита состоится

доктор технических наук, профессор Паневин И.Г.

доктор технических наук Костылев A.M.

доктор технических наук Николаев A.B.

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения

1998г. в

часов на заседании

диссертационного совета К 053.18.13 в Московском государственном авиационном институте (техническом университете).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.

Адрес института: Москва, 125871, Волоколамское ш., 4

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по адресу: Москва, 125871, Волоколамское ш., 4, Ученый Совет, ученому секретарю диссертационного советаЛС 053.18.13.

Автореферат разослан "_" 1998г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доце,

В.Г. Григорьян

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

За последние 20 лет технологии с использованием низкотемпературной плазмы нашли широкое применение в современной науке и технике, например, в области плазменного нанесения технологических покрытий, обработки поверхностей деталей, производства мелкодисперсных материалов, ускоренного макетирования (Rapid Prototyping), создания систем газодинамических лазеров. В частности, активно исследуются процессы в динамическом вакууме. С одной стороны, нанесение покрытий в динамическом вакууме отличается на порядки более низким уровнем нежелательных химических реакций по сравнению с напылением при атмосферном давлении, а с другой - существенно большими расходами плазмообразующего газа и распыляемого материала (более высокой производительностью процесса) по сравнению с высоковакуумными методами. Использование же злектродуговых плазмотронов обеспечивает высокую энтальпию плазменного потока, что позволяет распылять практически любые материалы, поскольку температура газа в центральной

-г*

части дуги достигает 13000 - 16000 К и выше.

Особенностью плазменных технологий в динамическом вакууме является принципиальная возможность эффективной генерации паровой фазы подаваемого мелкодисперсного материала при сохранении высокой производительности процесса, что может привести к повышению качества наносимых покрытий по сравнению с покрытиями, получаемыми из капельной фазы.

В связи с этим, первостепенное значение приобретает изучение потоков низкотемпературной плазмы, их взаимодействия с частицами

мелкодисперсного материала, особенностей образования фаз и течения сложных двух- и многофазных плазменных потоков.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование процессов нагрева и ускорения потока низкотемпературной плазмы аргона в линейном каналовом электродуговом генераторе плазмы при пониженном давлении (ЮМО1 Па), и взаимодействия такого потока с частицами и парами мелкодисперсного материала с целью изучения характеристик и особенностей двухфазных плазменных потоков, и их влияния на процесс плазменного распыления материалов, выявление возможности и определение условий для эффективного испарения подаваемого материала в пределах длины канала плазмотрона.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

Проведен анализ физико-математических моделей и результатов численных расчетов течения низкотемпературной плазмы в цилиндрическом

4

канале плазмотрона при пониженном давлении (р= 10 Па) в одно- и двухтемпературном приближениях. Показана необходимость учета отрыва электронной температуры для корректного решения поставленной задачи.

Предложен метод расчета течения низкотемпературной плазмы в линейном каналовом плазмотроне при пониженном давлении, позволяющий получать решение в дозвуковой, переходной и сверхзвуковой областях. Проведенные расчеты выявили ряд характерных особенностей, а именно: а) скорость звука на оси потока достигается уже внутри канала; б) температура электронов за срезом канала падает быстрее температуры тяжелой компоненты плазмы; в) в

пристеночной области наблюдаются зоны избыточной массовой скорости холодного газа, которые обусловливают вдув этого газа в горячее ядро потока вниз по течению. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Предложен метод расчета взаимодействия частиц мелкодисперсного материала с потоком низкотемпературной плазмы, учитывающий механизм концентрационной диффузии и охватывающий как случай одиночных частиц, так и случай коллектива частиц. Показано, что в случае течения в канале плазмотрона: а) динамическое взаимодействие частиц с движущимся газом вызывает дополнительные гидродинамические потери, связанные с их ускорением в потоке газа и испарением; б) концентрационная диффузия паров способствует более интенсивной массоотдаче капли, а температура ее поверхности снижается до некоторого равновесного значения и при определенных условиях может быть ниже температуры кипения материала. Неучет этого эффекта приводит к существенно заниженной потребной длине испарения мелкодисперсного материала.

Проведенное экспериментальное исследование эффективности нагрева порошков мелкодисперсных материалов (на примере меди и хрома) в плазменных потоках в канале электродугового технологического генератора плазмы, подтвердило зависимости, полученные расчетным путем, и показало, что, в случае подачи в канал медного порошка со средним диаметром частиц 40 мкм, для получения жидкометаллической фазы достаточны токи 7=300-600 А, а для преимущественного получения паров металла необходимы токи 7=1000 А и выше, при расходах рабочего газа 6=0,25-0,6 г/с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Проведенное исследование имеет определенное практическое значение для оптимизации рабочих процессов и геометрических параметров сильноточных генераторов плазмы технологического назначения, работающих $ условиях динамического вакуума, некоторых конфигураций электродуговых двигателей на инертных газах, а также - для изучения рабочих процессов в мощных газодинамических лазерах на парах металлов.

В результате исследования разработана физико-математическая модель, позволяющая получать необходимую количественную и качественную информацию об особенностях течения низкотемпературной плазмы в канале плазмотрона и при истечении в вакуум, а также - о процессах динамического, теплового и массового взаимодействия в потоках низкотемпературной плазмы при введении мелкодисперсных материалов. Предложенная модель позволяет проводить численные расчеты случаев сложного теплообмена, характерных как для технологических генераторов плазмы, так и для теплообменных аппаратов.

Полученные зависимости параметров плазмы (температуры, скорости, давления и т.д.) на различном удалении от катода, в частности - для высоких значений разрядного тока, позволяют прогнозировать динамические и тепловые характеристики электродуговых генераторов плазмы и истекающих из них в вакуум сверхзвуковых струй низкотемпературной плазмы.

Учет выявленных особенностей течения плазменного потока в канале и их влияния на интенсивность нагрева, плавления и испарения введенных в плазму частиц мелкодисперсного материала позволяет корректно рассчитывать эффективную длину испарения частиц мелкодисперсного материала, а также определять требуемые условия разряда для

преимущественного испарения подаваемого материала при заданной геометрии плазмотрона и параметрах частиц.

На основании результатов проведенного исследования, даны рекомендации по выбору оптимальных режимов и конфигурации технологических, элекгродуговых генераторов плазмы при необходимости эффективного образования паровой фазы, например, для нанесения различного рода покрытий. Показано, что, в случае подачи в канал медного порошка со средним диаметром частиц 40 мкм, для получения жидкометаллической фазы достаточны токи /=300-600 А, а для преимущественного получения паров металла необходимы токи 7=1000 А и выше, при расходах рабочего газа (?=0,25-0,6 г/с.

Составлен пакет прикладных программ для ЭВМ типа ШМ РС, позволяющий проводить расчеты двухфазных плазмешшх потоков с использованием разработанной модели, что позволяет определять теплофизические и динамические характеристики двухфазных потоков низкотемпературной плазмы в элекхродуговом плазмотроне при варьируемых входных параметрах и значительно сократить объем необходимых экспериментальных работ.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Модель расчета электрической дуги и течения газа (аргона) в линейном

4

каналовом генераторе плазмы при пониженном давлении (10 Па) и высоких токах (до 1000-1200 А).

2. Вывод о необходимости учета отрыва электронной температуры для корректного описания течения плазмы в линейном каналовом плазмотроне при указанных параметрах.

3. Модель расчета двухфазных потоков низкотемпературной плазмы с учетом динамического, теплового и массового взаимодействия газа с мелкодисперсным материалом, позволяющая рассчитывать эффективную длину испарения подаваемого материала в зависимости от среднего диаметра частиц, а также режима работы и геометрии плазмотрона.

4. Вывод о необходимости учета механизма концентрационной диффузии для корректного описания динамического, теплового и массового взаимодействия потока плазмы с мелкодисперсными частицами, в частности, для оценки эффективной дайны испарения мелкодисперсного материала. Показано, что концентрационная диффузия приводит к более интенсивной массоотдаче капли по сравнению с традиционно рассматриваемым чисто тепловым балансом, равновесная температура поверхности капли при испарении снижается и при определенных условиях может принимать значения ниже температуры кипения вещества.

5. Результаты расчетно-теореггического исследования однофазных и двухфазных потоков низкотемпературной плазмы в канале плазмотрона постоянного сечения при пониженном давлении и с истечением в вакуум.

6. Результаты экспериментального исследования эффективности нагрева металлических частиц в плазменных потоках, получаемых в технологическом генераторе плазмы. Показано, что, в случае подачи в канал медного порошка со средним диаметром частиц 40 мкм, для получения жидкометаллической фазы достаточны токи /=300-600 А, а для преимущественного получения паров металла необходимы токи 7=1000 А и выше, при расходах рабочего газа <3=0,25-0,6 г/с.

7. Рекомендации по выбору режимов и конфигурации, а также оптимизации рабочих процессов в технологических электродуговых

генераторах плазмы при необходимости эффективного испарения подаваемого мелкодисперсного материала.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах сектора №3 каф.208 МАИ, Юбилейной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения А.В.Квасникова (Москва, 1992г.), 5-й и 6-й конференциях Международного космического университета (соответственно, Вена, Австрия, 1996г. и Хьюстон, США, 1997г.).

ПУБЛИКАЦИИ.

Основной материал и результаты диссертационной работы изложены в 3 печатных работах и 6 научно-технических отчетах.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 126 страниц машинописного текста, включающих 29 рисунков, приложение и список литературы (144 наименований).

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, кратко изложены ее научная новизна и практическая ценность.

ГЛАВА 1 содержит обзор литературы но данной проблеме, его выводы и общую постановку задачи для данного исследования.

Отмечено возросшее практичское значение технологических процессов с использованием низкотемпературной плазмы, в том числе - применительно к нанессншо покрытий различного рода (теплозащитных, износостойких, коррозионностойких, электропроводных, жаростойких и т.п.). Дан краткий сравнительный анализ высоковакуумных и .атмосферных методов и показано место процессов, проводимых в динамическом вакууме, в частности, говорится о возможности эффективного испарения подаваемого мелкодисперсного материала при использовании электродугового линейного плазмотрона г качестве источника плазмы. Схема такого плазмотрона с межэлскгродпыми вставками (МЭВ) приведена на рис. I.

Отмечено, что при образующиеся двухфазные плазменные потоки представляют собой сложный обьект для исследования, которое включает как рассмотрение процессов, происходящих в самом потоке низкотемпературной плазмы и определяющих его основные параметры и свойства шшмы (температура, давление, направле!шая скорость, вязкость, теплопроводность и т.д.), так и учет присутствия мелкодисперсного материала, взаимодействия плазмы с его частицами, поведения этих частиц и их фазовые превращения. Показано, что сложность задачи при этом существенно возрастает, в связи с чем возрастает и значение расчетно-теоретических методов, позволяющих многократно имитировать различные конкретные случаи.

Проведен анализ работ, выполненных в области низкотемпературной плазмы и двухфазных плазменных потоков, показаны моменты, требующие дальнейшего изучения.

На основе обзора литературы сформулирована задача данного исследования, а также подход к ее поэтапному решению:

1) анализ и расчет потоков низкотемпературной электродуговой плазмы и получение достоверного способа численного расчета параметров таких потоков в условиях, характерных для процесса напыления в динамическом вакууме;

2) анализ одиночных частиц в потоке плазмы в канале, позволяющий составить и отработать комплексную модель расчета плазменных потоков с добавками частиц и получить краевые оценки потребной длины испарения частиц различных размеров и материалов, а также времени пребывания частиц в соответствующих агрегатных состояниях;

3) анализ случая большого массового расхода мелкодисперсного материала, оказывающего обратное влияние на параметры плазменного потока, а также - на течение и испарение самогб мелкодисперсного материала, позволяющий получить инженерную модель и метод расчета геометрических, теплофизических и энергетических параметров разряда (длина, мощность плазмотрона), необходимых для преимущественного испарения заданного расхода мелкодисперсного материала.

ГЛАВА 2 посвящена математическому моделированию плазменных потоков внутри элекродугового генератора плазмы с помощью однотемпературной и двухтемпературной моделей.

В первой части главы построена физико-математическая модель течения низкотемпературной плазмы в канале плазмотрона постоянного сечения в однотемпературном приближении на основе системы уравнений типа пограничного слоя, проведено сравнение полученных результатов расчетов с экспериментальными данными. Сделан вывод о недостаточной точности

-13В ГЛАВЕ 3 обсуждается подход и результаты расчета плазменных потоков с добавками мелкодисперсного материала.

Принципиально различают два случая: единичная частица в потоке газа и большой массовый расход мелкодисперсного материала в потоке газа.

Взаимодействие частиц с плазменным потоком делится на: гидродинамическое, тепловое и массообмен. В связи с этим, уравнения, описывающие поведение частицы, составляются на основе баланса сил, тепловых потоков и массы.

Описание динамического взаимодействия основано на понятии коэффициента сопротивления частицы (С/), зависящего от числа Рейнольдса. В данной работе использовалось известное соотношение для йе<700:

С/= 24Ле1 (1 + 0,15 Яейт)

Большое внимание в главе уделяется явлению концентрационной диффузии при испарении капель, которое приводит к более интенсивной массоотдаче по сравнению с чисто тепловым процессом. Показано, что температура поверхности капель, определяемая как функция окружающего давления Тк=/(р), снижается до равновесной температуры Т* в зависимости от величины таких параметров как Ск-Ссо, радиус капли и других.

Показано, что наличие коллектива нагреваемых и испаряющихся частиц в газе, текущем внутри канала, вызывает увеличение общих гидравлических потерь Арг-

Приведены соотношения, с помощью которых можно проводить численные расчеты случаев сложного теплообмена, характерных для генераторов плазмы, а также для теплообменных аппаратов.

Результаты расчета нагрева часшцы и массового расхода частиц в канале плазмотрона при рабочих параметрах представлены на рис, 6 и 7. График на рис. 6 показывает необходимость учета концентрационной диффузии.

ГЛАВА 4 содержит методику проведения и результаты экспериментальной части исследования.

Основной задачей проведения экспериментов явилось экспериментальное подтверждение достоверности проведенных расчетов нагрева и испарения мелкодисперсного материала в канале электродугового плазмотрона. Был использован электродуговой генератор плазмы с секционированным каналом, работающий на аргоне.

Используемый источник плазменного потока выполнен по схеме с секционированным разрядным каналом диаметром 20 мм. Плазмотрон работает в вакууме при разрядных токах до 1200 А, электрической мощности до 150 кВт. Для работы используется стенд с вакуумной камерой диаметром 1 м и длиной б м (~14 м3) и скоростью откачки ~10 м3/с. Стенд оборудован автоматической системой регистрации, обработки данных и управления на базе ЭВМ ДВК-2М. Схематически канал плазмотрона при эксперименте с частицами показан на рис. 8.

Эксперимент заключался в регистрации неиспаренных частиц путем улавливания на стеклянную подложку на соответствующих режимах работы плазмотрона. Ввод пластины в поток, подача рабочего порошка и вывод пластины из потока осуществлялся по командам от автоматизированной системы управления экспериментом.

После извлечения из камеры пластины фотографировались на микроскопе МБИ-1 и, кроме того, обрабатывались на микрофотометре МФ-2. Данные обработки пластин на микрофотометре давали возможность судить об

относительной степени пзрогенерацнн при выбранном режиме работы (токе и расходе газа) генератора плазмы (рис.9).

В ЗАКЛЮЧЕНИИ работы суммированы полученные результаты и сделаны выводы об их практической и научной ценности.

1. Анализ физико-математических моделей и результатов расчета течения низкотемпературной плазмы в линейном каналовом плазмотроне в одно- и двухтемпературном приближениях показал необходимость учета отрыва темпера гуры для корректного решения данной задачи.

2. В результате проведенных расчетов течения плазмы в плазмотроне указанной конфигурации в двухтемпературном приближении установлено: а) скорость звука на оси потока достигается уже внутри канала; б) температура элекгронов за срезом канала падает быстрее температуры тяжелой компоненты плазмы; в) в пристеночной области наблюдаются зоны избыточной массовой скорости холодного газа, которые обусловливают вдув этого газа в горячее ядро потока вниз по течению.

3. Предложенная модель двухфазного плазменного потока позволяет решать поставленную задачу как в случае одиночных частиц, так и в случае коллектива частиц, и получать потребную длину испарения мелкодисперсного материала, что подтверждается результатами экспериментов.

4. Результаты исследования показали необходимость учета механизма концентрационной диффузии. Неучет этого механизма приводит к сущестаенно заниженной потребной длине испарения мелкодисперсного материала.

5. Составлен пакет прикладных программ для ЭВМ типа IBM PC для расчета двухфазных потоков низкотемпературной плазмы в электродуговом плазмотроне с учетом тепломассообмена и динамического взаимодействия с мелкодисперсными частицами.

6. На основании проведенных исследований сформулирован ряд рекомендаций по выбору рабочих параметров электродугового генератора плазмы для наиболее эффективной организации процесса испарения мелкодисперсного материала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Электродуговой плазменный генератор для нанесения покрытий в высоком динамическом вакууме. Паневин И.Г., Назаренко И.П., Григорович Б.М., Тибрина М.К., Ларин М.Е. // Тезисы докл.: Юбилейная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения А.В.Квасникова и 30-летию основания кафедры Электроракетных двигателей и энергетических установок КЛА - Московский авиационный институт, Москва. - 2-4 июня 1992.

2. Larin М.Е., Panevin I.G. Experimental-Analytical Study of the Two-Phase Arcjet Plasmatron Flow Parameters // Proceedings of the 5th Alumni Conference of the International Space University, Vienna, Austria, 9-10 August, 1996. - p. 19.

3. Maxim E. Larin, Igor G. Panevin. Concentration Diffusion Effect on Heat and Mass Exchange of a Particle Evaporating in the Arcjet Plasmatron // Proc.: Sixth Alumni Conference of the International Space University, Houston, Texas, USA, 11 July, 1997. - pp.228-235.

Схема секционированного элекгродугового плазмотрона с МЭВ (МАИ)

V

анод

подача, газа.

и ^йяк: Ч]/ ^ и и и У

V ^ У Г У

т

м у у V V V у м V

<одяное охлаждение секций

ир

Рис. 1.

Сравнение расчетных и экспериментальных значений статического давления у стенки канала на радиусе г=9,5 мм. Ток разряда /=800 А, давление на входе

в канал р= 10 Па, расход аргона (7^=0,64 г/с.

Р. Па

Рис. 2.--данный расчет, ■ - эксперимент

Сравнение расчетных и экспериментальных значений температуры тяжелых частиц. Расчетные данные: сплошные линии. Экспериментальные точки: ссчение z=18 мм, z=44 мм, z-69 мм; сечение 140 мм.

т, ю'к

0? 5 10 О 5 10 1Ь 0 5 10 15 0 5 10 1S 1 2

3

4

5 в

7

8

»

10

г,им хв 18,8 им z в 46,4 мм z = 65,0 ии z = 139,3 мм

Рис. 3.

Изменение температуры газа вдоль оси потока внутри и за пределами канала. Сплошная линия - Т, пунктирная - Те.

Т, Тв, К

16000 i i i i i............._..........

I i уГ Г (iiiiiiiiiii i ) I | | | | |

14000 - - i- -/-:- -:--:--:-:--;--;--; ч -j, - i - {- {- ih^-^Ji::--:--:--:--■

I í I I I I I I I I 1 I I t I I I «Jj/l I L^l^ I < | I |

10000 ---ГГГ-ГТ-Г-Г -í-í -í-T-f-l-'í -т-т/т *r~r*

ti I I > I I f I I I III llllll/lllllll

l/l I I I I I I I < < < t I I I I * I I t I • I I I I I l/f I t I I I I I I I I I I | | I I I 1 | | I I | I ||

4UUU " /r-r-r-r-r-r-r n-i-T-i- Ti-i-TT - r • г-т -r-r-r-r-r-r- ■

f I I I » • I » I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

2000 ___

- I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I » I I I I I I

U lili—I—I—l—I—l—I—I—l—l—l—i—l—I—l—i i ¡ i i i—i—l— —

0 45 93 139 186 232 ^^

—-гтт ...... i i уг i t i i i i i » i i l i « 1 l l i l l

i/i ii I«I ii t i i Л\ i i i i t i i i \ » i 17i i i i i i i i i < i t •// i . i i i i i i t » i i ---trr-r-r -Г -r -|-*1- -t- 1 - i i «S^ « i» ■ i i i 1 m Ь*^» 1 L 1 1 < 1 1 1 »1« 1 1 гГ""*"—' 1111 -1-1-Т-Т/ТТ-ГТ -r V'V'

¡J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 1 .1.1.1 /1 - L , L . L _ 1 l ш4/ l i 1 1 * 1 1 » 1 l К 1 « > • l 1 1 1

//» 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - /РТ-Г-Г-Г T -Г П-1-Т1- -7 IIIIIIIIIII -тт-гт-т-г-г-r-r-r-r-

-J- J- J_ J - J _ r 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 « l 1 i 1 1 1 1 1 1 l 1 i i - -l.i.L.l.L.t.L.C.C.C.I. -1 i 1 1 i 1 » 1 l 1 l IIIIIIIIIII

Рис. 4.

Изменение профилей температуры тяжелых частиц и электронов по длине канала.

Т, Тв, 103К 5 10 15

10

Я, мм

10 15

:

I

.........1......... ......... |........

:

! у 1

1

1

/ ..... /

О)

10 15

.......;____ ........7 ........

1

I ........

.................. : |

[\

[ 11

.................. 1 ^ /\!

—--Р— ✓ ' !

В)

10 15

......... .........\........т ........

I :

: :

......... ...............Л......... .........: .../I.........

......... .12Л.........

-"""С' ;

г)

А)

Рис. 5. Г - сплошные линии, Те - пунктирные;

а - начальный (трапециевидный) профиль Т и Те, а также их профили (соответственно, плавная сплошная и пунктирная линии) на удалении 2=9,3 мм от катода, б - профили Т и Те при 2=1 8,6 мм, в - при 2=46,4 мм, г -при 2=65 мм, д- при 2=139,3 мм.

о

о

Нагрев, плавление и испарсиие одиночных частиц меди с начальным диаметром 100 мкм в потоке плазмы в канале плазмотрона при токе 800 А.

Тч, К

Рис. 6. Сплошная линия - без учета концентрационной диффузии, пунктирная - с ее учетом

Изменение длины испарения малого расхода порошка фракции 10 мкм от мощности разряда

Ь, мм

Рис. 7. Сплошная линия - расход 0,1 г/с; штриховая линия -расход 0,01 г/с

Схема канала плазмотрона при эксперименте с частицами

водяное охлаждение

вакуумная камера

стеклянный образец

I

р-100 Па

рс=10«Ра

О = 20 мм 1= 1200 А

Рис. 8.

Зависимость доли неиспаренного порошка % от тока разряда /.

Рис. 9.--расчет, ■ - эксперимент